JPH11281328A - Method of creating structure analysis model of wing and structure analyzing method and apparatus - Google Patents

Method of creating structure analysis model of wing and structure analyzing method and apparatus

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JPH11281328A
JPH11281328A JP10079899A JP7989998A JPH11281328A JP H11281328 A JPH11281328 A JP H11281328A JP 10079899 A JP10079899 A JP 10079899A JP 7989998 A JP7989998 A JP 7989998A JP H11281328 A JPH11281328 A JP H11281328A
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wing
structural analysis
analysis model
dimensional
measurement
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JP10079899A
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Koreichi Ehata
維一 江畑
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IHI Corp
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To create a three-dimensional structure analysis model of an actual wing by dividing a line passing measuring points between the front and rear edges of each measuring section into a fixed number of segments, and extending lines passing corresponding division points of each measuring section to defined planes. SOLUTION: About a plurality of measuring sections of an actual wing, the positions of a plurality of measuring points are acquired as measuring data, defined sections are set to the end and socket of the wing, and the front and rear end edge of the winding are detected each measuring section, based on the measuring data. About each measuring section, the line passing the measuring points between the front and rear end edges is divided into a fixed number of segments to create division points, and a line passing corresponding division points of each measuring section is extended to each defined plane to create a three-dimensional structure analysis model of the actual wing. This enables the direct structure analysis of the wing and allows the omission of the performance test in the design/development of a wing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、翼の構造解析モデ
ル生成方法並びに構造解析方法及び装置に係わり、特に
各種エンジンを構成する翼の構造解析に用いて好適な発
明に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for generating a structural analysis model of a blade and a method and an apparatus for structural analysis, and more particularly to an invention suitable for use in structural analysis of blades constituting various engines.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】周知の
ように、各種エンジン(タービンや圧縮機等)に用いら
れる翼は、比較的薄型の構造物である。このような翼に
対する従来の構造解析では、材質や形状等の設計パラメ
ータに基づいて翼の定常応力や変形量等を解析し、さら
にこの解析結果を振動試験等によって確認するという手
順が取られている。すなわち、従来の翼の構造解析は、
設計パラメータに基づくものであり、実体翼に基づくも
のではないので、必ずしも十分な精度を備えたものでは
なかった。
2. Description of the Related Art As is well known, blades used in various engines (turbines, compressors, etc.) are relatively thin structures. In the conventional structural analysis of such a blade, a procedure is adopted in which the steady-state stress and deformation of the blade are analyzed based on design parameters such as material and shape, and the analysis result is confirmed by a vibration test or the like. I have. That is, the conventional structural analysis of the wing
Since it is based on design parameters and not based on a real wing, it was not necessarily provided with sufficient accuracy.

【0003】一方、翼の構造解析を行う場合、3次元形
状計測器を用いて実体翼の3次元形状を複数の計測断面
について計測し、この3次元形状の計測データと翼を構
成する材料の材料特性等に基づいて構造解析を行うとい
う手法が考えられる。しかし、従来の3次元形状計測器
には、各計測断面における計測データを電子データとし
て出力するものがなかったので、コンピュータ等におい
て3次元形状計測器の計測データを直接用いて翼の構造
解析モデル(翼面モデル)を作成することができなかっ
た。翼の構造解析モデルを作成するためには、計測デー
タの編集を構造解析作業者が自ら行わなければならなか
った。以上の事情から、従来ではエンジンに実際に搭載
される実体翼の3次元計測データに基づいて翼の構造解
析を自動解析する技術は実現されていなかった。
On the other hand, when analyzing the structure of a wing, the three-dimensional shape of the actual wing is measured for a plurality of measurement cross sections using a three-dimensional shape measuring instrument, and the measured data of the three-dimensional shape and the material of the material constituting the wing are measured. A method of performing a structural analysis based on material characteristics or the like can be considered. However, there is no conventional three-dimensional shape measuring instrument that outputs measurement data in each measurement section as electronic data. Therefore, a computer or the like directly uses the measurement data of the three-dimensional shape measuring instrument to perform a structural analysis model of the blade. (Wing surface model) could not be created. In order to create a structural analysis model of the wing, the structural analysis operator had to edit the measurement data by himself. Under the circumstances described above, a technique for automatically analyzing a structural analysis of a wing based on three-dimensional measurement data of a real wing actually mounted on the engine has not been realized.

【0004】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、以下の点を目的とするものである。 実体翼に基づいて翼の構造解析を行う。 実体翼の3次元形状計測データに基づいて直接に翼
の構造解析を行う。 より精度の高い翼の構造解析を行う。 翼の設計・開発において性能試験の省略化を図る。 翼を構造の一部とする機器のコスト低減を図る。 翼を構造の一部とする機器の開発期間を短縮する。
[0004] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has the following objects. The structural analysis of the wing is performed based on the actual wing. Structural analysis of the wing is performed directly based on the three-dimensional shape measurement data of the actual wing. Perform more accurate wing structural analysis. Eliminate performance tests in wing design and development. Reduce the cost of equipment that uses wings as part of its structure. To shorten the development period of equipment whose wing is part of the structure.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、翼の構造解析モデル生成方法に係わる
手段として、実体翼の複数の計測断面について複数の計
測ポイントの位置を計測データとして取得する工程と、
実体翼の先端と受け口とに定義断面をそれぞれ設定する
工程と、前記計測データに基づいて各計測断面における
実体翼の前縁エッジ部と後縁エッジ部とを検出する工程
と、各計測断面について、前記前縁エッジ部と後縁エッ
ジ部との間の各計測ポイントを結ぶ線を所定数に分割し
て複数の分割点を生成する工程と、各計測断面相互の対
応する分割点を結ぶと共に、該分割点を結ぶ線を前記各
定義面に延長して実体翼の3次元構造解析モデルを生成
する工程とを有する手段を採用する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, as a means related to a method for generating a structural analysis model of a wing, the position of a plurality of measurement points on a plurality of measurement cross sections of a real wing is measured. A process of obtaining as
A step of setting a defined section at each of the tip and the receptacle of the body wing, a step of detecting a leading edge edge and a trailing edge of the body wing at each measurement section based on the measurement data, Generating a plurality of division points by dividing a line connecting each measurement point between the leading edge edge portion and the rear edge edge portion into a predetermined number, and connecting the corresponding division points of the respective measurement cross sections with each other. Generating a three-dimensional structural analysis model of the real wing by extending a line connecting the division points to each of the definition planes.

【0006】一方、本発明では、翼の構造解析方法に係
わる手段として、実体翼の3次元形状の計測データに基
づいて実体翼の3次元構造解析モデルを生成する工程
と、実際の支持構造に基づいて形状が予め規格化された
支持台の3次元構造解析モデルを記憶手段から読み出し
て前記実体翼の3次元構造解析モデルと結合させる工程
と、該結合の結果得られた3次元構造解析モデルの構造
解析を行う工程とからなるという手段を採用する。
On the other hand, according to the present invention, as means relating to a wing structure analysis method, a step of generating a three-dimensional structural analysis model of a real wing based on measurement data of a three-dimensional shape of the real wing, Reading the three-dimensional structural analysis model of the support base, the shape of which has been standardized in advance, from the storage means and coupling the three-dimensional structural analysis model to the three-dimensional structural analysis model of the real wing, and the three-dimensional structural analysis model obtained as a result of the coupling And a step of performing a structural analysis.

【0007】さらに、本発明では、翼の構造解析装置に
係わる第1の手段として、実体翼の3次元形状を計測し
て計測データとして出力する3次元形状計測装置と、計
測データに基づいて実体翼の3次元構造解析モデルを生
成し、該3次元構造解析モデルに基づいて実体翼の構造
解析を行う演算装置と、3次元構造解析モデルの生成に
必要な情報を演算装置に入力する入力装置と、演算装置
における実体翼の構造解析の結果を出力する出力手段と
を具備する手段を採用する。
Further, according to the present invention, as a first means relating to a wing structure analyzing apparatus, a three-dimensional shape measuring apparatus for measuring a three-dimensional shape of a real wing and outputting it as measurement data, and a real body based on the measured data. An arithmetic unit for generating a three-dimensional structural analysis model of a wing and performing a structural analysis of a real wing based on the three-dimensional structural analysis model, and an input device for inputting information necessary for generating the three-dimensional structural analysis model to the arithmetic unit Means for outputting the result of the structural analysis of the actual wing in the arithmetic unit.

【0008】また、翼の構造解析装置に係わる第2の手
段として、上記第1の手段において、実際の支持構造に
基づいて形状が予め規格化された支持台上の実体翼に対
し、支持台の3次元構造解析モデルを予め記憶する記憶
装置を備え、演算装置は、記憶装置から読み出した支持
台の3次元構造解析モデルと自ら生成した実体翼の3次
元構造解析モデルとを結合させて構造解析を行うという
手段を採用する。
[0008] Further, as a second means relating to the wing structure analyzing apparatus, in the above-mentioned first means, an actual wing on a support base whose shape has been standardized in advance based on an actual support structure is used as a support base. A storage device for storing the three-dimensional structural analysis model of the support in advance, and the arithmetic unit combines the three-dimensional structural analysis model of the support wing read from the storage device with the three-dimensional structural analysis model of the actual wing to generate a structure. A means of performing analysis is adopted.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係わる翼の構造解析モデル生成方法並びに構造解析方法
及び装置の一実施形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a method for generating a structural analysis model of a blade, a method and an apparatus for structural analysis according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0010】 図1は、本実施形態における構造解析対
象物の平面図である。この図において、符号Aは、実際
に各種エンジンを構成する実体翼であり、3次元形状を
有するものである。本実施形態では、構造解析用に予め
形状が規格化された支持台B上に実体翼Aを構成し、こ
れを3次元構造解析の対象物とする。この支持台Bは、
上記実体翼Aが実際に装着されるエンジン等の支持構造
に基づいて形状設定されたものである。実体翼Aの支持
構造については、代表形状が幾つかに分類されるので、
本実施形態の実体翼Aは、この分類に従って形状が予め
規格化された支持台B上に構成されている。
FIG. 1 is a plan view of a structural analysis object according to the present embodiment. In this figure, reference numeral A denotes a real wing actually constituting various engines, and has a three-dimensional shape. In the present embodiment, a real wing A is configured on a support B whose shape has been standardized in advance for structural analysis, and this is set as an object of three-dimensional structural analysis. This support B is
The shape is set based on a support structure of an engine or the like on which the actual wing A is actually mounted. As for the support structure of the actual wing A, the representative shapes are classified into several types.
The real wing A of the present embodiment is configured on a support B whose shape is standardized in advance according to this classification.

【0011】図2は、上記実体翼Aを構造解析する構造
解析装置の機能ブロック図である。この図において、符
号1は3次元形状計測装置であり、上記実体翼Aの3次
元形状を計測するものである。この3次元形状計測装置
1は、実体翼Aについて輪切状に複数設定された計測断
面d(図1参照)に沿って検査プローブの先端を翼の表
面に接触させることにより、実体翼Aの表面形状(3次
元形状)を計測するものである。
FIG. 2 is a functional block diagram of a structural analysis device for performing a structural analysis of the actual wing A. In this figure, reference numeral 1 denotes a three-dimensional shape measuring device for measuring the three-dimensional shape of the actual wing A. The three-dimensional shape measuring apparatus 1 contacts the tip of the inspection probe with the surface of the wing A along a plurality of measurement cross sections d (see FIG. 1) which are set in a ring-shape to form the wing A, The surface shape (three-dimensional shape) is measured.

【0012】なお、このような接触式の3次元形状計測
装置1に代えて、レーザ光を上記計測断面dに沿って照
射し、その反射光に基づいて実体翼Aの3次元形状を計
測する非接触式の3次元計測器を用いることも可能であ
る。
Instead of such a contact type three-dimensional shape measuring apparatus 1, a laser beam is irradiated along the measurement section d, and the three-dimensional shape of the actual wing A is measured based on the reflected light. It is also possible to use a non-contact type three-dimensional measuring device.

【0013】符号2は演算装置であり、構造解析プログ
ラムに基づいて動作する一種のコンピュータである。こ
の演算装置2は、上記3次元形状計測装置1によって計
測された3次元形状の形状データに、以下に説明するよ
うな処理を施すことにより実体翼Aの構造解析モデル
(翼面構造モデル)を生成し、該構造解析モデルに基づ
いて実体翼Aの振動特性や定常応力特性等を数値解析す
るものである。
Reference numeral 2 denotes an arithmetic unit, which is a kind of computer that operates based on a structural analysis program. The arithmetic unit 2 performs a process as described below on the three-dimensional shape data measured by the three-dimensional shape measuring device 1 to obtain a structural analysis model (wing surface structure model) of the actual wing A. Generated and numerically analyzed vibration characteristics, steady-state stress characteristics, etc. of the actual blade A based on the structural analysis model.

【0014】符号3は記憶装置であり、上記構造解析プ
ログラムを記憶すると共に、形状が予め規格化された支
持台Bの構造解析モデルを複数種類記憶するものであ
る。また、記憶装置3は、演算装置2における各種演算
処理に必要なデータや入力装置4から入力されたデータ
等をも記憶する。入力装置4は、上記支持台Bの寸法等
を入力するために備えられている。
Reference numeral 3 denotes a storage device for storing the structural analysis program and a plurality of types of structural analysis models of the support B whose shape has been standardized in advance. The storage device 3 also stores data necessary for various types of arithmetic processing in the arithmetic device 2, data input from the input device 4, and the like. The input device 4 is provided for inputting dimensions and the like of the support B.

【0015】符号5は表示装置であり、上記構造解析モ
デルを3次元画像として表示したり、あるいは実体翼A
の振動特性や定常応力特性等を数値表示するためのもの
である。また、符号6は印刷装置であり、構造解析モデ
ルを3次元画像や実体翼Aの振動特性や定常応力特性等
の構造解析結果を印刷するためのものである。なお、表
示装置5と印刷装置6とは、本実施形態の出力手段を構
成するものである。
Reference numeral 5 denotes a display device, which displays the structural analysis model as a three-dimensional image, or displays the actual wing A
For numerically displaying the vibration characteristics, steady stress characteristics, etc. Reference numeral 6 denotes a printing device for printing a structural analysis model as a three-dimensional image or a structural analysis result such as a vibration characteristic and a steady stress characteristic of the actual wing A. Note that the display device 5 and the printing device 6 constitute output means of the present embodiment.

【0016】次に、図3に示すフローチャートに沿っ
て、上記実体翼Aの構造解析方法について説明する。な
お、実体翼Aの構造解析をするに当たっては、3次元形
状計測装置1によって自らの座標系における実体翼Aの
3次元形状が測定され、その形状データが演算装置2に
取り込まれる。そして、演算装置2によって以下の処理
が実行されることにより構造解析が行われる。
Next, a method of analyzing the structure of the actual wing A will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In analyzing the structure of the actual wing A, the three-dimensional shape measuring device 1 measures the three-dimensional shape of the actual wing A in its own coordinate system, and the shape data is taken into the arithmetic device 2. Then, the following processing is performed by the arithmetic unit 2 to perform a structural analysis.

【0017】図4は、ある計測断面dにおける形状デー
タをX−Y座標上に示したものである。上記形状データ
は、各計測断面d上に設定された複数の計測ポイントp
i(計測番号を示す添字)の3次元座標データ(3次元
形状計測装置1の座標系における座標データ)であり、
各計測断面d毎に計測ポイントに付された計測番号iと
共に演算装置2に入力される。
FIG. 4 shows shape data on a certain measurement section d on XY coordinates. The shape data includes a plurality of measurement points p set on each measurement section d.
i (subscript indicating the measurement number) is the three-dimensional coordinate data (coordinate data in the coordinate system of the three-dimensional shape measuring apparatus 1),
It is input to the arithmetic unit 2 together with the measurement number i assigned to the measurement point for each measurement section d.

【0018】演算装置2は、このような形状データに対
して、実体翼Aが実際にエンジンに組み付けられた場合
の座標系に基づく形状データ(実形状データ)に変換す
る(ステップS1)。そして、これ以降、この実形状デ
ータに基づいて各種処理が行われる。なお、この図では
説明の都合上、計測ポイントpiの間隔が比較的粗く示
されているが、実際にはもっと密に設定されている。
The arithmetic unit 2 converts such shape data into shape data (actual shape data) based on a coordinate system when the real wing A is actually assembled to the engine (step S1). Thereafter, various processes are performed based on the actual shape data. In this figure, the intervals between the measurement points pi are shown relatively coarsely for the sake of explanation, but are actually set more densely.

【0019】上記記憶装置3には、実際のエンジンの座
標系(全体座標系)に係わるデータを予め記憶してい
る。演算装置2は、この全体座標系に係わるデータと入
力装置4から指示された3次元形状計測装置1の座標系
(局所座標系)に係わる情報に基づいて形状データを実
形状データにデータ変換する。そして、この実形状デー
タをファイルとして記憶装置3に記憶させる。
The storage device 3 previously stores data relating to the actual engine coordinate system (overall coordinate system). The arithmetic unit 2 converts the shape data into actual shape data based on the data related to the entire coordinate system and the information related to the coordinate system (local coordinate system) of the three-dimensional shape measuring device 1 specified by the input device 4. . Then, the actual shape data is stored in the storage device 3 as a file.

【0020】続いて、解析パラメータの編集が行われる
(ステップS2)。ここでは、例えば解析パラメータの
1つとして、構造解析モデルにおける実体翼Aの分割数
(スパン方向の分割数とコード方向の分割数)が入力装
置4から入力されることによって適宜設定される。ここ
で、スパン方向とは、図1に示すように実体翼Aの長さ
方向であり、コード方とはスパン方向に直交する方向で
ある。
Subsequently, editing of the analysis parameters is performed (step S2). Here, for example, as one of the analysis parameters, the number of divisions of the real wing A in the structural analysis model (the number of divisions in the span direction and the number of divisions in the code direction) is appropriately set by being input from the input device 4. Here, the span direction is the length direction of the actual wing A as shown in FIG. 1, and the cord direction is a direction orthogonal to the span direction.

【0021】また、実体翼AのTIP(先端部)に位置
するTIP定義断面dTとHUB(受け口)に位置する
HUB定義断面dHとが入力装置4の操作によって定義
される(ステップS3)。このステップS2及びステップ
S3における編集情報、つまりスパン方向の分割数とコ
ード方向の分割数及びTIP定義断面dTとHUB定義
断面dHとは、上記実形状データのファイルのファイル
名と同一のファイル名で記憶装置3に記憶される(ステ
ップS4)。
The TIP-defined section d T located at the TIP (tip) of the body wing A and the HUB-defined section d H located at the HUB (reception port) are defined by operating the input device 4 (step S3). . Editing information at step S2 and step S3, that is the division number and the TIP definitions section d T and HUB defined cross section d H of division number and code direction in the span direction, the file name and the same file in the file of the actual shape data The name is stored in the storage device 3 (step S4).

【0022】以上のステップS1〜S4の処理は、解析作
業員が入力装置4から所定情報を入力することによって
行われるものである。そして、以下に説明するステップ
S5〜S15の処理は、ステップS1〜S4の処理によって
記憶装置3に記憶された情報と構造解析プログラムに基
づいて演算装置2が自動的に行う処理である。
The above-described steps S1 to S4 are performed by the analysis operator inputting predetermined information from the input device 4. The processing of steps S5 to S15 described below is processing automatically performed by the arithmetic unit 2 based on the information stored in the storage device 3 by the processing of steps S1 to S4 and the structure analysis program.

【0023】まず、演算装置2は、記憶装置3から実形
状データを読み出して計測断面dの数を検出し(ステッ
プS5)、さらに各計測断面dにおける計測ポイントpi
の数を検出する(ステップS6)。そして、各計測断面
dにおける計測ポイントpiの折返部、すなわち実体翼
Aのエッジ部(前縁エッジ部と後縁エッジ部:図4参
照)を検出する(ステップS7)。
First, the arithmetic unit 2 reads out the actual shape data from the storage device 3 to detect the number of the measurement cross sections d (step S5), and furthermore, the measurement points pi in each measurement cross section d.
Is detected (step S6). Then, the folded portion of the measurement point pi in each measurement section d, that is, the edge portion (the leading edge portion and the trailing edge portion: see FIG. 4) of the actual wing A is detected (step S7).

【0024】本実施形態では構造解析を行うに際して、
上記エッジ部は、構造解析に影響を与えないので構造解
析モデルに含める必要はなく、実形状データから折返部
を検出してエッジ部を以下の構造解析モデル生成処理か
ら除外する。ここで、図5は後縁エッジ部に該当する折
返部を拡大表示した図である。この図に示すように、演
算装置2は、各計測ポイントpiの実形状データに基づ
いて円弧状の部位を折返部として検出する(ステップS
8)。
In this embodiment, when performing a structural analysis,
Since the edge does not affect the structural analysis, it is not necessary to include the edge in the structural analysis model. The folded part is detected from the actual shape data, and the edge is excluded from the following structural analysis model generation processing. Here, FIG. 5 is an enlarged view of the folded portion corresponding to the trailing edge portion. As shown in this figure, the arithmetic unit 2 detects an arc-shaped portion as a folded portion based on the actual shape data of each measurement point pi (Step S).
8).

【0025】そして、折返部の入口部に最もに近い計測
ポイントpe1と出口部に最も近い計測ポイントpe2をそ
れぞれ検出する。図示しないが、同様にして前縁エッジ
部に該当する折返部についても入口部に最もに近い計測
ポイントpe3と出口部に最も近い計測ポイントpe4がそ
れぞれ検出される。
Then, a measurement point pe1 closest to the entrance of the turn-back portion and a measurement point pe2 closest to the exit are detected. Although not shown, the measurement point pe3 closest to the entrance and the measurement point pe4 closest to the exit are similarly detected for the folded portion corresponding to the leading edge.

【0026】演算装置2は、このように検出された折返
部に対して計測ポイントの修正とその計測番号iの検出
を行う。すなわち、演算装置2は、検出された計測ポイ
ントpe1,pe2,pe3,pe4を各々の折返部の入口と出
口とに移動させる。そして、各計測断面dについて計測
ポイントpiを結んで生成される線を上記コード方向の
分割数に基づいて実体翼Aのコード方向に分割すること
により、各計測断面d上に複数の分割点を生成する(ス
テップS9)。
The arithmetic unit 2 corrects the measurement point and detects the measurement number i for the turn-back portion detected in this way. That is, the arithmetic unit 2 moves the detected measurement points pe1, pe2, pe3, and pe4 to the entrance and the exit of each of the folded portions. Then, by dividing the line generated by connecting the measurement points pi for each measurement section d in the code direction of the actual wing A based on the division number in the code direction, a plurality of division points are formed on each measurement section d. It is generated (step S9).

【0027】なお、この場合、計測ポイントpe1と計測
ポイントpe2との間に含まれる計測ポイント及び計測ポ
イントpe3と計測ポイントpe4との間に含まれる計測ポ
イントが無視されることによって、前縁エッジ部と後縁
エッジ部とは構造解析モデルから除外されることにな
る。上記計測ポイントの修正については、構造解析モデ
ルから除外されるエッジ部(前縁エッジ部と後縁エッジ
部)を極力少なくするように計測ポイントpe1に,pe2
を移動させることも考えられる。
In this case, the measurement point included between the measurement point pe1 and the measurement point pe2 and the measurement point included between the measurement point pe3 and the measurement point pe4 are ignored. And the trailing edge are excluded from the structural analysis model. The measurement points are corrected at the measurement points pe1 and pe2 so as to minimize the edge parts (leading edge part and trailing edge part) excluded from the structural analysis model.
May be moved.

【0028】さらに、演算装置2は、各計測断面dの分
割点をスパン方向に結んでHUB定義断面dHまで延長
し、その交点をHUB定義断面dHの分割点として求め
(ステップS10)、各計測断面dの分割点をスパン方向
に結んでTIP定義断面dTまで延長し、その交点をT
IP定義断面dTの分割点として求める(ステップS1
1)。
Furthermore, computing device 2, to extend the dividing points of each measurement section d to HUB defined cross section d H tie spanwise obtains the intersection as a dividing point of the HUB definition section d H (step S10), and The division point of each measurement section d is connected in the span direction to extend to the TIP definition section d T , and the intersection is defined as T
Determined as the division points of the IP definitions section d T (step S1
1).

【0029】以上のようにして求められたHUB定義断
面dHとTIP定義断面dTとこれら以外の各計測断面d
について求められた各々の分割点を実体翼Aのスパン方
向に線で結び、該線をスパン方向の分割数に基づいて分
割することにより、実体翼Aの翼面における構造解析モ
デルの節点(座標)が生成される(ステップS12)。図
6は、このように生成された節点によって定義された実
体翼Aの3次元構造解析モデルである。
The HUB-defined section d H and the TIP-defined section d T obtained as described above, and other measurement sections d other than the above.
Are connected by a line in the span direction of the actual wing A, and the line is divided based on the number of divisions in the span direction, so that the nodes (coordinates) of the structural analysis model on the wing surface of the actual wing A ) Is generated (step S12). FIG. 6 is a three-dimensional structural analysis model of the real wing A defined by the nodes thus generated.

【0030】そして、演算装置2は、このように構成し
た実体翼Aの構造解析モデルに対して、上記支持台Bの
構造解析モデルを連結する。本実施形態では、支持台B
の形状は、エンジン等における実体翼Aの実際の支持構
造に基づいて予め幾つか規格化されている。解析作業者
が入力装置4から支持台Bの寸法を入力すると、演算装
置2は、この入力情報に基づいて支持台Bの形状を特定
すると共に当該支持台Bに該当する構造解析モデルを記
憶装置3から読み出して、上記実体翼Aの構造解析モデ
ルのHUB側に連結させる。以上の処理によって支持台
B上に構成された実体翼Aの3次元構造解析モデルが完
成する。
Then, the arithmetic unit 2 connects the structural analysis model of the support B to the structural analysis model of the actual wing A configured as described above. In the present embodiment, the support B
Are standardized in advance based on the actual support structure of the actual wing A in an engine or the like. When the analysis operator inputs the dimensions of the support B from the input device 4, the arithmetic unit 2 specifies the shape of the support B based on the input information and stores the structural analysis model corresponding to the support B in the storage device. 3 and connected to the HUB side of the structural analysis model of the actual wing A. With the above processing, a three-dimensional structural analysis model of the real wing A configured on the support B is completed.

【0031】ステップS14では、この実体翼Aの3次元
構造解析モデルに対して構造解析を行う。この場合、演
算装置2は、周知のモーダル解析や静解析を行う解析処
理プログラムに従って上記3次元構造解析モデルの振動
特性あるいは応力分布等を解析する。そして、これら解
析結果を表示装置5あるいは印刷装置6に出力する(ス
テップS14)。
In step S14, a structural analysis is performed on the three-dimensional structural analysis model of the actual wing A. In this case, the arithmetic unit 2 analyzes the vibration characteristics or the stress distribution of the three-dimensional structural analysis model according to a well-known analysis processing program for performing modal analysis or static analysis. Then, these analysis results are output to the display device 5 or the printing device 6 (step S14).

【0032】このように本実施形態によれば、3次元形
状計測装置1によって計測された実体翼Aの計測データ
の基づいてほぼ自動的に3次元構造解析モデルを生成す
ることができる。また、支持台Bは、実際に実体翼Aが
取り付けられるエンジン等の支持構造に基づいて、その
3次元構造解析モデルが予め記憶装置3に記憶されてい
るので、実体翼Aの実際の支持構造を含めた3次元構造
解析を短時間かつ精度良く行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, a three-dimensional structural analysis model can be generated almost automatically based on the measurement data of the actual wing A measured by the three-dimensional shape measuring apparatus 1. Further, since the three-dimensional structural analysis model of the support base B is stored in the storage device 3 in advance based on the support structure of the engine or the like to which the actual wing A is actually mounted, the actual support structure of the actual wing A is The three-dimensional structure analysis including the above can be accurately performed in a short time.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる翼
の構造解析モデル生成方法並びに構造解析方法及び装置
によれば、以下のような効果を奏する。 (1)実体翼の3次元形状を計測して計測データとして
出力する3次元形状計測装置と、計測データに基づいて
実体翼の3次元構造解析モデルを生成し、該3次元構造
解析モデルに基づいて実体翼の構造解析を行う演算装置
と、3次元構造解析モデルの生成に必要な情報を演算装
置に入力する入力装置と、演算装置における実体翼の構
造解析の結果を出力する出力手段とを具備するので、実
体翼の3次元形状の計測データに基づいて直接に翼の構
造解析を行うことができる。したがって、翼の設計・開
発において性能試験の省略化が可能となるので、翼を構
造の一部とする機器のコスト低減を図ると共に該機器の
開発期間を短縮することが可能となる。 (2)実際の支持構造に基づいて形状が予め規格化され
た支持台上の実体翼に対し、支持台の3次元構造解析モ
デルを予め記憶する記憶装置を備え、記憶装置から読み
出した支持台の3次元構造解析モデルと自ら生成した実
体翼の3次元構造解析モデルとを結合させて構造解析を
行うように演算装置を構成するので、より精度の高い翼
の構造解析を行うことができる。また、支持台の3次元
構造解析モデルを予め記憶装置に記憶しておくことによ
り、3次元構造解析モデルが容易に得られるので、短時
間で実体翼の構造を解析することができる。
As described above, according to the blade structural analysis model generating method and the structural analysis method and apparatus according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) A three-dimensional shape measuring device that measures the three-dimensional shape of a real wing and outputs the measured data as measurement data, and generates a three-dimensional structural analysis model of the real wing based on the measurement data, based on the three-dimensional structural analysis model An arithmetic unit for performing structural analysis of the actual wing, an input device for inputting information necessary for generating a three-dimensional structural analysis model to the arithmetic device, and an output unit for outputting a result of the structural analysis of the actual wing in the arithmetic device. With this configuration, the structural analysis of the wing can be directly performed based on the measurement data of the three-dimensional shape of the actual wing. Therefore, it is possible to omit the performance test in the design and development of the wing, so that it is possible to reduce the cost of the equipment having the wing as a part of the structure and to shorten the development period of the equipment. (2) A storage device for storing in advance a three-dimensional structural analysis model of the support table for a real wing on the support table whose shape is standardized in advance based on the actual support structure, and the support table read from the storage device The arithmetic unit is configured to perform the structural analysis by combining the three-dimensional structural analysis model of the above and the three-dimensional structural analysis model of the real wing generated by itself, so that a more accurate wing structural analysis can be performed. In addition, by storing the three-dimensional structural analysis model of the support base in a storage device in advance, a three-dimensional structural analysis model can be easily obtained, so that the structure of the actual wing can be analyzed in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施形態における構造解析対象物
の構成を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a structural analysis object according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施形態における翼の構造解析装
置の機能構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of a wing structure analysis apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施形態における翼の構造解析手
順を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for analyzing the structure of a wing according to an embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の一実施形態において、計測断面にお
ける実体翼の2次元形状を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a two-dimensional shape of a real wing in a measurement section in one embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の一実施形態における計測ポイントの
修正処理を説明する説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a correction process of a measurement point according to an embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の一実施形態における実体翼の3次元
構造解析モデルを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a three-dimensional structural analysis model of a real wing in one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A……実体翼 B……支持台 d……計測断面 dT……TIP定義断面 dH……HUB定義断面 pi……計測ポイント 1……3次元形状計測装置 2……演算装置 3……記憶装置 4……入力装置 5……表示装置(出力手段) 6……印刷装置(出力手段)A ...... entity blade B ...... support base d ...... measurement section d T ...... TIP defined cross section d H ...... HUB define sectional pi ...... Measurement Point 1 ...... three-dimensional shape measurement apparatus 2 ...... arithmetic device 3 ...... Storage device 4 ... Input device 5 ... Display device (output means) 6 ... Printing device (output means)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 実体翼の複数の計測断面について複数の
計測ポイントの位置を計測データとして取得する工程
と、 実体翼の先端と受け口とに定義断面をそれぞれ設定する
工程と、 前記計測データに基づいて各計測断面における実体翼の
前縁エッジ部と後縁エッジ部とを検出する工程と、 各計測断面について、前記前縁エッジ部と後縁エッジ部
との間の各計測ポイントを結ぶ線を所定数に分割して複
数の分割点を生成する工程と、 各計測断面相互の対応する分割点を結ぶと共に、該分割
点を結ぶ線を前記各定義面に延長して実体翼の3次元構
造解析モデルを生成する工程と、 を有することを特徴とする翼の構造解析モデル生成方
法。
1. A step of acquiring, as measurement data, positions of a plurality of measurement points for a plurality of measurement sections of a body wing, a step of setting a defined section at a tip and a reception port of the body wing, respectively, based on the measurement data. Detecting the leading edge and the trailing edge of the actual wing in each measurement section, and for each measurement section, a line connecting each measurement point between the leading edge and the trailing edge. Generating a plurality of division points by dividing into a predetermined number, connecting the corresponding division points of the respective measurement cross sections, and extending a line connecting the division points to each of the definition surfaces to form a three-dimensional structure of the real wing. A method for generating a structural analysis model of a wing, comprising: generating an analysis model.
【請求項2】 実体翼の3次元形状の計測データに基づ
いて実体翼の3次元構造解析モデルを生成する工程と、 実際の支持構造に基づいて形状が予め規格化された支持
台の3次元構造解析モデルを記憶手段から読み出して前
記実体翼の3次元構造解析モデルと結合させる工程と、 該結合の結果得られた3次元構造解析モデルの構造解析
を行う工程と、 からなることを特徴とする翼の構造解析方法。
2. A step of generating a three-dimensional structural analysis model of the real wing based on measurement data of the three-dimensional shape of the real wing, and a three-dimensional shape of the support base whose shape is standardized in advance based on the actual support structure. Reading a structural analysis model from the storage means and coupling the structural analysis model to the three-dimensional structural analysis model of the physical wing; and performing a structural analysis of the three-dimensional structural analysis model obtained as a result of the coupling. To analyze the structure of the wing.
【請求項3】 実体翼の3次元形状を計測して計測デー
タとして出力する3次元形状計測装置と、 計測データに基づいて実体翼の3次元構造解析モデルを
生成し、該3次元構造解析モデルに基づいて実体翼の構
造解析を行う演算装置と、 3次元構造解析モデルの生成に必要な情報を演算装置に
入力する入力装置と、 演算装置における実体翼の構造解析の結果を出力する出
力手段と、 を具備することを特徴とする翼の構造解析装置。
3. A three-dimensional shape measuring device that measures a three-dimensional shape of a real wing and outputs the measured data as measurement data, and generates a three-dimensional structural analysis model of the real wing based on the measurement data. Computing device for performing a structural analysis of a body wing based on a computer, an input device for inputting information necessary for generating a three-dimensional structural analysis model to the computing device, and an output unit for outputting a result of the structural analysis of the body wing in the computing device A structural analysis device for a wing, comprising:
【請求項4】 実際の支持構造に基づいて形状が予め規
格化された支持台上の実体翼に対し、支持台の3次元構
造解析モデルを予め記憶する記憶装置を備え、演算装置
は、記憶装置から読み出した支持台の3次元構造解析モ
デルと自ら生成した実体翼の3次元構造解析モデルとを
結合させて構造解析を行うことを特徴とする請求項3記
載の翼の構造解析装置。
4. A storage device for storing in advance a three-dimensional structural analysis model of a support base for a real wing on a support base whose shape has been standardized in advance based on an actual support structure, 4. The wing structure analyzing apparatus according to claim 3, wherein the structural analysis is performed by combining the three-dimensional structural analysis model of the support base read out from the apparatus and the three-dimensional structural analysis model of the real wing generated by itself.
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